Тонкая нанокомпозитная пленка для применения во впитывающем изделии

Тонкая нанокомпозитная пленка для применения во впитывающем изделии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственная заявка

Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США с регистрационным номером 61/934453, поданной 31 января 2014 г., которая включена в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Впитывающие изделия, такие как подгузники, обычно выполнены из впитывающей сердцевины, которая расположена между проницаемым для жидкости верхним слоем, который образует «лицевую по отношению к телу» поверхность, расположенную по направлению к телу, и непроницаемым для жидкости тыльным слоем, который образует «лицевую по отношению к предмету одежды» поверхность, расположенную в сторону, противоположную от тела. Тыльный слой зачастую выполнен из полипропиленового нетканого полотна, которое наслоено на пленку, изготовленную из линейного полиэтилена низкой плотности («LLDPE»). Тем не менее одна из проблем, связанных с традиционными тыльными слоями, заключается в том, что традиционные пленки зачастую не обладают хорошей ударной вязкостью и жесткостью. Хотя были предприняты попытки добавления различных наполнителей к пленке для улучшения этих свойств, это обычно приводило к соответствующему ухудшению пластичности, что крайне нежелательно. В связи с этим в настоящее время существует потребность в пленке для применения во впитывающем изделии, которая может проявлять хорошие свойства прочности без существенного уменьшения пластичности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения раскрывается впитывающее изделие, которое содержит проницаемый для жидкости слой, в целом непроницаемый для жидкости слой и впитывающую сердцевину, расположенную между проницаемым для жидкости слоем и в целом непроницаемым для жидкости слоем. В целом непроницаемый для жидкости слой содержит пленку толщиной приблизительно 50 микрометров или меньше. Пленка содержит слой, который выполнен из полимерной композиции, при этом полимерная композиция содержит этиленовый полимер, наноглину, содержащую органическое средство для обработки поверхности, и полиолефиновое средство улучшения совместимости, которое содержит олефиновый компонент и полярный компонент.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения раскрывается пленка толщиной приблизительно 50 микрометров или меньше. Пленка содержит слой, который выполнен из полимерной композиции, при этом полимерная композиция содержит от приблизительно 75 вес. % до приблизительно 99 вес. % сополимера α-олефина/этилена, от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 20 вес. % наноглины, содержащей органическое средство для обработки поверхности, и от приблизительно 0,1 вес. % до приблизительно 10 вес. % полиолефинового средства улучшения совместимости, которое содержит олефиновый компонент и полярный компонент. Пленка характеризуется максимальным удлинением приблизительно 450% или больше в продольном направлении и предельной прочностью на разрыв от приблизительно 20 до приблизительно 150 МПа в продольном направлении.

Другие признаки и аспекты настоящего изобретения более подробно описываются ниже.

Краткое описание графических материалов

Полное и достаточное описание настоящего изобретения, включая наилучший способ его осуществления, предназначенное для среднего специалиста в данной области техники, изложено ниже, в частности, в остальной части описания, в которой предусмотрены ссылки на соответствующие графические материалы, при этом:

на фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация одного из вариантов осуществления способа, который можно применять для получения пленки по настоящему изобретению;

на фиг. 2 представлен вид в перспективе одного из вариантов осуществления впитывающего изделия по настоящему изобретению;

на фиг. 3 представлен график рентгеноструктурного анализа для примера 1;

на фиг. 4 представлены трансмиссионные электронные микрофотографии примера 1, при этом на фиг. 4(a) представлено меньшее увеличение (показан масштаб 2 мкм) и на фиг. 4(b) представлено большее увеличение (показан масштаб 200 нм);

на фиг. 5 представлен график, на котором показана зависимость логарифма динамического модуля упругости (G') от логарифма частоты () для образцов из примера 1;

на фиг. 6 представлен график, на котором показана зависимость комплексной вязкости η* от логарифма частоты () для образцов из примера 1;

на фиг. 7 представлен график, на котором показана зависимость log G' (динамического модуля упругости) и log G'' (модуля потерь) от логарифма частоты () для образцов из примера 1;

на фиг. 8 представлено графическое сравнение мягкости контроля 1, примера 1, примера 2 и примера 12, определенной с применением сенсорной панели адаптируемой методики;

на фиг. 9 представлено графическое сравнение гладкости контроля 1, примера 1, примера 2 и примера 12, определенной с применением сенсорной панели адаптируемой методики;

на фиг. 10 представлено графическое сравнение шума контроля 1, примера 1, примера 2 и примера 12, определенного с применением сенсорной панели адаптируемой методики; и

на фиг. 11 представлено графическое сравнение шелковистости контроля 1, примера 1, примера 2 и примера 12, определенной с применением сенсорной панели адаптируемой методики;

на фиг. 12 представлен вид в перспективе испытательного устройства, которое может применяться для оценки уровней шума, при этом дверца устройства открыта;

на фиг. 13 представлен вид в перспективе испытательного устройства из фиг. 12, при этом дверца устройства закрыта;

на фиг. 14 представлен вид сверху устройства из фиг. 12, взятый вдоль стрелки 190; и

на фиг. 15 представлено графическое изображение впитывающего изделия из контролей 3-4 и примеров 26-27, на котором показано, каким образом его растягивали в сторону для определения уровня шума.

Повторяющееся использование ссылочных позиций в настоящем описании и графических материалах предназначено для представления одинаковых или аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения.

Подробное описание иллюстративных вариантов осуществления

Далее будет представлено подробное описание со ссылками на различные варианты осуществления изобретения, один или несколько примеров которых приведены ниже. Каждый пример предоставлен для пояснения изобретения, не ограничивая его. В сущности, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что по отношению к настоящему изобретению могут быть выполнены различные модификации и изменения без отклонения от объема или сущности настоящего изобретения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы в другом варианте осуществления для получения еще одного варианта осуществления. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и изменения.

В общем, настоящее изобретение относится к тонкой нанокомпозитной пленке для применения во впитывающем изделии (например, тыльном слое). Пленка содержит этиленовый полимер, наноглину, содержащую органическое средство для обработки поверхности, и полиолефиновое средство улучшения совместимости, которое включает олефиновый компонент и полярный компонент. Этиленовые полимеры, например, обычно составляют от приблизительно 80 вес. % до приблизительно 99,9 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 90 вес. % до приблизительно 99,5 вес. %, а в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 95 вес. % до приблизительно 98 вес. % от содержания полимеров в полимерной композиции. Подобным образом, этиленовые полимеры могут составлять от приблизительно 75 вес. % до приблизительно 99 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 80 вес. % до приблизительно 98 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 85 вес. % до 95 вес. % от всей полимерной композиции. Наноглины, подобным образом, могут составлять от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 20 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 10 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 8 вес. % от полимерной композиции, тогда как средства улучшения совместимости могут составлять от приблизительно 0,1 вес. % до приблизительно 10 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,2 вес. % до приблизительно 8 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 5 вес. % от полимерной композиции.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что с помощью избирательной регуляции конкретного типа и концентрации компонентов, применяемых для получения пленки, а также способа, с помощью которого она образуется, модуль и прочность на разрыв пленки могут быть значительно улучшены при отсутствии неблагоприятного влияния на ее пластичность. Например, не ограничиваясь теорией, полагают, что органическое средство для обработки поверхности может оказывать на наноглину воздействие, подобное пластификации, что может уменьшить степень поверхностного трения между наноглиной и доменами этиленового полимера, если композиция подвергается усилию при удлинении. Также полагают, что средство для обработки поверхности может оказывать смазывающее воздействие, что позволяет макромолекулярным цепочкам этиленового полимера перемещаться со скольжением вдоль поверхности наноглины, не вызывая нарушения адгезии, тем самым поддерживая высокую степень пластичности. Это может быть осуществлено путем избирательной регуляции конкретного типа средства для обработки поверхности, типа этиленового полимера и степени перемешивания во время экструзии из расплава. Более того, наноглина необязательно может быть предварительно смешана с этиленовым полимером и средством улучшения совместимости с образованием полимерной композиции, которая в дальнейшем пропускается через экструзионную головку и формируется в пленку. Благодаря такому многоэтапному способу получения, наноглина может стать хорошо диспергируемой и более однородно ориентированной, посредством чего еще больше повышается пластичность. Полагают, что определенные типы способов получения (например, способы экструзии пленки с отливом или раздувом) также особенно хорошо подходят для обеспечения получения уникальных структур с высокой степенью пластичности.

Один параметр, который является индикатором хорошей пластичности, представляет собой максимальное удлинение пленки в продольном направлении («MD») и/или поперечном направлении («CD»). Например, пленка обычно характеризуется максимальным удлинением в продольном направлении приблизительно 400% или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 500% или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 550% или больше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 600% до приблизительно 2000%. Подобным образом, пленка может характеризоваться максимальным удлинением в поперечном направлении приблизительно 750% или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 800% или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 800% или больше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 850% до приблизительно 2500%. Несмотря на обладание такой хорошей пластичностью, пленка по настоящему изобретению, тем не менее, способна сохранять хорошую механическую прочность. Например, пленка по настоящему изобретению может характеризоваться предельной прочностью на разрыв в продольном направлении и/или поперечном направлении от приблизительно 20 до приблизительно 150 мегапаскаль (МПа), в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 25 до приблизительно 100 МПа и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 30 до приблизительно 80 МПа. Модуль упругости Юнга пленки, который равен отношению напряжения растяжения к деформации растяжения и определяется из угла наклона кривой зависимости деформации от напряжения, также может быть на надлежащем уровне. Например, пленка обычно характеризуется модулем Юнга в продольном направлении и/или поперечном направлении от приблизительно 50 до приблизительно 500 МПа, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100 до приблизительно 400 МПа и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 150 до приблизительно 350 МПа.

Неожиданно, хорошей пластичности и других механических свойств можно добиться, даже если пленка характеризуется очень низким значением толщины. В связи с этим, нормализованные механические свойства, которые определяются посредством деления конкретной механической величины (например, модуля Юнга, прочности на разрыв или максимального удлинения) на среднюю толщину пленки (мкм), также могут быть улучшены. Например, пленка обычно характеризуется нормализованным максимальноем удлинением в продольном направлении приблизительно 30%/мкм или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 40%/мкм или больше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 50%/мкм до приблизительно 150%/мкм. Подобным образом, пленка может характеризоваться нормализованным максимальным удлинением в поперечном направлении приблизительно 40%/мкм или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 50%/мкм или больше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 60%/мкм до приблизительно 200%/мкм. Пленка может характеризоваться нормализованной предельной прочностью на разрыв в продольном направлении и/или поперечном направлении от приблизительно 0,5 до приблизительно 20 МПа/мкм, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 12 МПа/мкм и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 2 до приблизительно 8 МПа/мкм. Нормализованный модуль Юнга в продольном направлении и/или поперечном направлении может также составлять от приблизительно 5 до приблизительно 50 МПа/мкм, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 до приблизительно 40 МПа/мкм и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 15 до приблизительно 35 МПа/мкм. Как правило, фактическая толщина пленки составляет приблизительно 50 микрометров или меньше, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 40 микрометров, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 5 до приблизительно 35 микрометров и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 до приблизительно 30 микрометров.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что пленка может вырабатывать относительно низкую степень шума при физической деформации. Под воздействием физической деформации в течение двух (2) минут, например, уровень шума пленки может составлять приблизительно 45 децибел (дБ) или меньше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 42 дБ или меньше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 20 дБ до приблизительно 40 дБ, как определено при частоте 2000 Гц или 4000 Гц. «Нормализованный уровень шума» пленки, который определяется посредством деления уровня шума пленки, который вырабатывается под воздействием на пленку физической деформации в течение двух (2) минут, на уровень шума, вырабатываемого при условиях окружающей среды, может подобным образом составлять приблизительно 2,5 или меньше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 2,4 или меньше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,3, как определено при частоте 2000 Гц или 4000 Гц. Впитывающее изделие целиком также может характеризоваться относительно низкой степенью шума. Например, под воздействием физической деформации в течение двух (2) минут уровень шума, вырабатываемый впитывающим изделием, может составлять приблизительно 30 децибел (дБ) или меньше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 29 дБ или меньше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 20 дБ до приблизительно 28 дБ, как определено при частоте 2000 Гц. «Нормализованный уровень шума» впитывающего изделия может подобным образом составлять приблизительно 1,55 или меньше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 1,50 или меньше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 до приблизительно 1,45, как определено при частоте 2000 Гц или 4000 Гц.

Кроме уменьшенного уровня шума пленка по настоящему изобретению также может обладать превосходными барьерными свойствами для проникновения кислорода. Не ограничиваясь теорией, полагают, что пластинчатая структура наноглины может создавать извилистый путь в пленке, который может замедлять скорость пропускания и уменьшать количество проникающего кислорода. Например, скорость пропускания кислорода может составлять приблизительно 350 см³/100 кв. дюймов*24-часа или меньше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 330 см³/100 кв. дюймов*24-часа или меньше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100 до приблизительно 300 см³/100 кв. дюймов*24-часа, как определено в соответствии с ASTM D3985-05 при температуре 23°С и относительной влажности 0%.

Далее будут более подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения.

I. Полимерная композиция

А. Этиленовый полимер

В настоящем изобретении в целом может быть использован любой из множества этиленовых полимеров. В одном из вариантов осуществления, например, этиленовый полимер может представлять собой сополимер этилена и α-олефина, такого как С₃-С₂₀ α-олефин или C₃-C₁₂ α-олефин. Подходящие α-олефины могут быть линейными или разветвленными (например, одно или несколько С₁-С₃ алкильных ответвлений или арильная группа). Конкретные примеры включают 1-бутен; 3-метил-1-бутен; 3,3-диметил-1-бутен; 1-пентен; 1-пентен с одним или несколькими метальными, этильными или пропильными заместителями; 1-гексен с одним или несколькими метальными, этильными или пропильными заместителями; 1-гептен с одним или несколькими метальными, этильными или пропильными заместителями; 1-октен с одним или несколькими метальными, этильными или пропильными заместителями; 1-нонен с одним или несколькими метальными, этильными или пропильными заместителями; этил-, метил- или диметилзамещенный 1-децен; 1-додецен и стирол. Особенно желательными сомономерами α-олефина являются 1-бутен, 1-гексен и 1-октен. Содержание этилена в таких сополимерах может составлять от приблизительно 60 мол. % до приблизительно 99 мол. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 80 мол. % до приблизительно 98,5 мол. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 87 мол. % до приблизительно 97,5 мол. %. Подобным образом, содержание α-олефина может находиться в диапазоне от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 40 мол. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1,5 мол. % до приблизительно 15 мол. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 2,5 мол. % до приблизительно 13 мол. %. Плотность полиэтилена может варьировать в зависимости от типа используемого полимера, но обычно находится в диапазоне от приблизительно 0,85 до приблизительно 0,96 грамм на кубический сантиметр (г/см³). Полиэтиленовые «пластомеры», например, могут характеризоваться плотностью в диапазоне от приблизительно 0,85 до приблизительно 0,91 г/см³. Подобным образом, «линейный полиэтилен низкой плотности» (LLDPE) может характеризоваться плотностью в диапазоне от приблизительно 0,91 до приблизительно 0,940 г/см³; «полиэтилен низкой плотности» (LDPE) может характеризоваться плотностью в диапазоне от приблизительно 0,910 до приблизительно 0,940 г/см³; и «полиэтилен высокой плотности» (HDPE) может характеризоваться плотностью в диапазоне от приблизительно 0,940 до приблизительно 0,960 г/см³, как определено в соответствии с ASTM D792.

В определенных вариантах осуществления может быть использован этиленовый полимер, который характеризуется относительно низкой плотностью в пределах приблизительно 0,94 г/см³ или меньше, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,85 до приблизительно 0,94 г/см³ и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,90 до приблизительно 0,935 г/см³. В композиции можно использовать один или несколько полимеров, которые имеют такие плотностные характеристики. Линейный полиэтилен низкой плотности («LLDPE») и/или полиэтилен низкой плотности («LDPE») являются особенно подходящими. Этиленовый полимер низкой плотности может характеризоваться относительно низкой температурой плавления и модулем упругости, что может обеспечить в результате относительно мягкую и эластичную на ощупь пленку. Например, этиленовый полимер низкой плотности может характеризоваться температурой плавления от приблизительно 50°С до приблизительно 145°С, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 75°С до приблизительно 140°С и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100°С до приблизительно 135°С и модулем упругости от приблизительно 50 до приблизительно 700 МПа, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 75 до приблизительно 600 МПа и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100 до приблизительно 500 МПа, как определено в соответствии с ASTM D638-10. Этиленовый полимер низкой плотности также может характеризоваться индексом текучести расплава от приблизительно 0,1 до приблизительно 100 грамм за 10 минут, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 до приблизительно 50 грамм за 10 минут и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 40 грамм за 10 минут, как определено при нагрузке 2160 грамм и при 190°С в соответствии с ASTM D1238-13 (или ISO 1133).

При необходимости этиленовые полимеры низкой плотности могут составлять по существу большинство полимеров, используемых в композиции. Например, этиленовые полимеры низкой плотности могут составлять приблизительно 80 вес. % или больше, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 85 вес. % или больше и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 90 вес. % до 100 вес. % от полимеров, используемых в композиции. Конечно же, в других вариантах осуществления также могут использоваться этиленовые полимеры высокой плотности. Например, этиленовые полимеры низкой плотности могут составлять от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 90 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 вес. % до приблизительно 80 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 20 вес. % до 70 вес. % полимерной композиции, и этиленовые полимеры высокой плотности могут составлять от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 90 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 вес. % до приблизительно 80 вес. % и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 20 вес. % до 70 вес. % полимерной композиции. Этиленовые полимеры высокой плотности обычно имеют плотность больше приблизительно 0,94 г/см³, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,945 до приблизительно 0,98 г/см³ и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,95 до приблизительно 0,97 г/см³. Опять-таки в композиции можно использовать один или несколько полимеров, которые имеют такие характеристики. Полиэтилен высокой плотности («HDPE») является особенно подходящим. Этиленовые полимеры высокой плотности могут характеризоваться относительно низкой температурой плавления и высоким модулем упругости. Например, этиленовые полимеры высокой плотности могут характеризоваться температурой плавления от приблизительно 70°С до приблизительно 160°С, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 85°С до приблизительно 150°С и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 110°С до приблизительно 145°С и модулем упругости от приблизительно 700 до приблизительно 5000 МПа, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 750 до приблизительно 3000 МПа и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1000 до приблизительно 2000 МПа, как определено в соответствии с ASTM D638-10. Этиленовые полимеры высокой плотности также могут характеризоваться индексом текучести расплава от приблизительно 0,1 до приблизительно 100 грамм за 10 минут, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 до приблизительно 50 грамм за 10 минут и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 40 грамм за 10 минут, как определено при нагрузке 2160 грамм и при 190°С в соответствии с ASTM D1238-13 (или ISO 1133).

Для получения этиленовых полимеров обычно можно применять различные известные методики. Например, этиленовые полимеры можно получить с применением свободнорадикального или комплексного катализатора (например, Циглера-Натта). Обычно этиленовый полимер получают с помощью полицентровых катализаторов Циглера-Натта, при этом полученный в результате этиленовый полимер характеризуется широким распределением молекулярной массы с коэффициентом полидисперсности (среднемассовая молекулярная масса, деленная на среднечисловую молекулярную массу) вплоть до 20 или выше. Этиленовый полимер, полученный с помощью комплексного катализатора с единым центром полимеризации, такого как металлоценовый катализатор, характеризуется узким распределением молекулярной массы. Такая каталитическая система обеспечивает этиленовые полимеры, в которых сомономер случайно распределяется в молекулярной цепи и равномерно распределяется по фракциям с различной молекулярной массой. Полиолефины, полученные посредством катализа металлоценами, описаны, например, в патентах США №5571619, выданном McAlpin и соавт.; №5322728, выданном Davis и соавт.; №5472775, выданном Obijeski и соавт.; №5272236, выданном Lai и соавт., и №6090325, выданном Wheat и соавт. Примеры металлоценовых катализаторов включают бис(н-бутилциклопентадиенил)титана дихлорид, бис(н-бутилциклопентадиенил)циркония дихлорид, бис(циклопентадиенил)скандия хлорид, бис(инденил)циркония дихлорид, бис(метилциклопентадиенил)титана дихлорид, бис(метилциклопентадиенил)циркония дихлорид, кобальтоцен, циклопентадиенилтитана трихлорид, ферроцен, гафноцена дихлорид, изопропил(циклопентадиенил-1-флуоренил)циркония дихлорид, молибдоцена дихлорид, никелоцен, ниобоцена дихлорид, рутеноцен, титаноцена дихлорид, цирконоценхлоридгидрид, цирконоцена дихлорид и так далее. Полимеры, полученные с помощью металлоценовых катализаторов, как правило, характеризуются узким диапазоном молекулярной массы. Например, полимеры, полученные посредством катализа металлоценами, могут характеризоваться числами полидисперсности (M_w/M_n) ниже 4, регулируемым распределением короткоцепочечной разветвленности и регулируемой изотактичностью.

В. Наноглина

Выражение «наноглина» обычно относится к наночастицам глинистого материала (природного минерала, органически модифицированного минерала или синтетического наноматериала). Глинистый материал, как правило, имеет хлопьевидную морфологию, так что обладает относительно плоской или пластинчатой формой. Например, пластинки глины имеют среднюю толщину от приблизительно 0,2 до приблизительно 100 нанометров, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 до приблизительно 50 нанометров и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 20 нанометров. «Соотношение размеров» глинистого материала (т.е. средняя длина пластинок, деленная на среднюю толщину) также является относительно большим, а именно, от приблизительно 20 до приблизительно 1000, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 50 до приблизительно 80, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100 до приблизительно 400. Средняя длина (например, диаметр) может, в частности, находиться в диапазоне от приблизительно 20 нанометров до приблизительно 10 микрометров, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 100 нанометров до приблизительно 5 микрометров и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 200 нанометров до приблизительно 4 микрометров.

Глинистый материал может быть получен из филлосиликата, такого как минерал смектитовая глина (например, бентонит, каолинит или монтмориллонит, а также их соли, такие как монтмориллонит натрия, монтмориллонит магния, монтмориллонит кальция и т.д.); нонтронита; бейделлита; волконскоита; гекторита; сапонита; сауконита; собокита; стевенсита; свинфордита; вермикулита и т.п. Другие применимые наноглины включают слюдистые минералы (например, иллит) и смешанные минералы иллита/смектита, такие как ректорит, таросовит, ледикит, и примеси иллитов к глинистым минералам, названным выше. Особенно подходящими являются монтмориллонит (структура слоистой смектитовой глины 2:1), бентонит (алюминиевый филлосиликат, полученный, главным образом, из монтмориллонита), каолинит (алюмосиликат 1:1, имеющий пластинчатую структуру и эмпирическую формулу Al₂Si₂O₅(OH)₄), галлуазит (алюмосиликат 1:1, имеющий трубчатую структуру и эмпирическую формулу Al₂Si₂O₅(OH)₄) и т.д.

Как указано выше, наноглина также содержит органическое средство для обработки поверхности, которое повышает гидрофобность глинистого материала и, таким образом, улучшает его совместимость с этиленовым полимером. В одном из вариантов осуществления органическое средство для обработки поверхности может быть получено из четвертичного ония (например, соли или иона), который посредством ионного обмена может стать интеркалированным в межслойные пространства между смежными, расположенными слоями пластинками глины. Четвертичный ониевый ион может иметь следующую структуру:

где

X представляет собой N, Р, S или О; и

R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляют собой водород или органические фрагменты, такие как линейные или разветвленные алкильные, арильные или аралкильные фрагменты, имеющие от 1 до приблизительно 24 атомов углерода.

Особенно подходящими четвертичными аммониевыми ионами являются те, которые имеют нижеприведенную структуру:

где

R₁ представляет собой длинноцепочечный алкильный фрагмент в диапазоне от С₆ до С₂₄ с прямой или разветвленной цепью, включая смеси длинноцепочечных фрагментов, таких как С₆, C₈, С₁₀, С₁₂, С₁₄, C₁₆, С₁₈, С₂₀, С₂₂ и С₂₄, взятых отдельно или в любой комбинации; и

R₂, R₃ и R₄ представляют собой фрагменты, которые могут быть одинаковыми или разными, при этом выбраны из группы, состоящей из Н, алкила, гидроксиалкила, бензила, замещенного бензила, например, с прямой или разветвленной цепью, алкилзамещенного и галогензамещенного; этоксилированного или пропоксилированного алкила; этоксилированного или пропоксилированного бензила (например, со степенью этоксилирования 1-10 молей или степенью пропоксилирования 1-10 молей).

Дополнительные применимые многозарядные разделяющие/связующие средства включают, например, тетра-, три- и диониевые виды, такие как тетрааммониевые, триаммониевые и диаммониевые (первичные, вторичные, третичные и четвертичные), -фосфониевые, -оксониевые или -сульфониевые производные алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов, сложных эфиров, спиртов и сульфидов. Такими иллюстративными материалами являются диониевые соединения формулы:

где Х⁺ и Y⁺ являются одинаковыми или разными и представляют собой радикалы аммония, сульфония, фосфония или оксония, такие как -NH(CH₃)₂⁺, -NH₂(CH₃)⁺, -N(CH₃)₃⁺, -N(CH₃)₂(CH₂CH₃)⁺, -N(CH₃)(CH₂CH₃)₂⁺, -S(CH₃)₂⁺, -S(CH₃)₂⁺, -P(CH₃)₃⁺, -NH₃⁺ и т.п.;

R представляет собой органический участок, радикал основной цепи, с прямой или разветвленной цепью, такой как те, которые имеют от 2 до 24 атомов углерода, и в некоторых вариантах осуществления от 3 до 10 атомов углерода, при этом в основной цепи молекула органического участка ковалентно связана на ее концах с заряженными катионами N⁺, Р⁺, S⁺ и/или O⁺;

R1 может быть водородом или же линейным или разветвленным алкильным радикалом с 1-22 атомами углерода, линейным или разветвленным, и в некоторых вариантах осуществления, с 6-22 атомами углерода.

Применимыми иллюстративными R-группами являются алкилы (например, метил, этил, бутил, октил и т.п.); арил (например, бензил, фенилалкил и т.п.); алкилены (например, метилен, этилен, октален, нонилен, трет-бутилен, неопентилен, изопропилен, вторбутилен, додецилен и т.п.); алкенилены (например, 1-пропенилен, 1-бутенилен, 1-пентенилен, 1-гексенилен, 1-гептенилен, 1-октенилен и т.п.); циклоалкенилены (например, циклогексенилен, циклопентенилен и т.п.); гидроксиалкил (например, гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксил-н-пропил, гидроксиизопропил, гидроксил-н-бутил, гидроксил-изобутил, гидроксил-трет-бутил и т.п.), алканоилалкилены (например, бутаноилоктадецилен, пентаноилнонадецилен, октаноилпентадецилен, этаноилундецилен, пропаноилгексадецилен и т.п.); алкиламиноалкилены (например, метиламинооктадецилен, этиламинопентадецилен, бутиламинононадецилен и т.п.); диалкиламиноалкилен (например, диметиламинооктадецилен, метилэтиламинононадецилен и т.п.); ариламиноалкилены (например, фениламинооктадецилен, п-метилфениламинононадецилен и т.п.); диариламиноалкилены (например, дифениламинопентадецилен, п-нитрофенил-п'-метилфениламинооктадецилен и т.п.); алкилариламиноалкилены (например, 2-фенил-4-метиламинопентадецилен и т.п.); алкилсульфинилены, алкилсульфонилены, алкилтио, арилтио, арилсульфинилены и арилсульфонилены (например, бутилтиооктадецилен, неопентилтиопентадецилен, метилсульфинилнонадецилен, бензилсульфинилпентадецилен, фенилсульфинилоктадецилен, пропилтиооктадецилен, октилтиопентадецилен, нонилсульфонилнонадецилен, октилсульфонилгексадецилен, метилтиононадецилен, изопропилтиооктадецилен, фенилсульфонилпентадецилен, метилсульфонилнонадецилен, нонилтиопентадецилен, фенилтиооктадецилен, этилтиононадецилен, бензилтиоундецилен, фенэтилтиопентадецилен, втор-бутилтиооктадецилен, нафтилтиоундецилен и т.п.); алкоксикарбонилалкилены (например, метоксикарбонилен, этоксикарбонилен, бутоксикарбонилен и т.п.); циклоалкилены (например, циклогексилен, циклопентилен, циклооктилен, циклогептилен и т.п.); алкоксиалкилены (например, метоксиметилен, этоксиметилен, бутоксиметилен, пропоксиэтилен, пентоксибутилен и т.п.); арилоксиалкилены и арилоксиарилены (например, феноксифенилен, феноксиметилен и т.п.); арилориалкилены (например, феноксидецилен, феноксиоктилен и т.п.); арилалкилены (например, бензилен, фентилен, 8-фенилоктилен, 10-фенилдецилен и т.п.); алкиларилены (например, 3-децилфенилен, 4-октилфенилен, 4-нонилфенилен и т.п.) и полипропиленгликолевые и полиэтиленгликолевые заместители (например, этилен, пропилен, бутилен, фенилен, бензилен, толилен, п-стирилен, п-фенилметилен, октален, додецилен, октадецилен, метоксиэтилен и т.п.), а также их комбинации. Такие радикалы тетра-, три- и диаммония, -сульфония, -фосфония, -оксония; аммония/сульфония; аммония/фосфония; аммония/оксония; фосфония/оксония; сульфония/оксония и сульфония/фосфония хорошо известны в данной области техники и могут быть получены из соответствующих аминов, фосфинов, спиртов или эфиров и сульфидов.

Особенно подходящими соединениями многозарядного разделяющего/связующего средства являются мультиониевые ионные соединения, которые включают по меньшей мере два первичных, вторичных, третичных или четвертичных аммониевых, фосфониевых, сульфониевых и/или оксониевых ионов, имеющих следующую общую формулу:

где

R представляет собой фрагмент участка с заряженными атомами алкилена, аралкилена или замещенного алкилена; и

Z₁, Z₂, R₁, R₂, R₃ и R₄ могут быть одинаковыми или разными и выбраны из группы, состоящей из водорода, алкила, аралкила, бензила, замещенного бензила (например